Способ извлечения растительных масел

 

Назначение: изобретение относится к масложировой промышленности и может быть использовано при выделении пищевых жиров и эфирных масел из растительного сырья. Сущность изобретения: способ предусматривает смешивание в непрерывном потоке растительного сырья и неполярного экстрагента, обработку экстракционной смеси дозой ионизирующего излучения от 300 до 800 крад на 1 кг сырья в процессе озвучивания при конденсации в ней паров экстрагента, отделение мисцеллы от шрота, удаление из мисцеллы паров экстрагента с получением целевого продукта и барботаж отделенных паров экстрагента в экстракционную смесь для их конденсации.

Изобретение относится к технологии выделения пищевых жиров и эфирных масел из растительного сырья.

Известен способ извлечения растительных масел, включающий непрерывное смешивание растительного сырья с неполярным экстрагентом, обработку экстракционной смеси электромагнитным микроволновым излучением в процессе озвучивания при конденсации в ней паров экстрагента, отделение мисцеллы от шрота, удаление паров экстрагента из мисцеллы с получением целевого продукта и барботаж отделенных паров экстрагента в экстракционную смесь для их конденсации [1] Недостатком этого способа является термодеструкция отдельных компонентов масел.

Задачей изобретения является исключение термодеструкции компонентов масел.

Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения растительных масел, включающем непрерывное смешивание растительного сырья с неполярным экстрагентом, обработку экстракционной смеси излучением в процессе озвучивания при конденсации в ней паров экстрагента, отделение мисцеллы от шрота, удаление паров экстрагента из мисцеллы с получением целевого продукта и барботаж отделенных паров экстрагента в экстракционную смесь для их конденсации, согласно изобретению, для обработки экстракционной смеси используют ионизирующее излучение дозой от 300 до 800 крад на 1 кг сырья.

Это позволяет при сохранении высокой производительности сократить тепловое воздействие на извлекаемые масла и предотвратить термодеструкцию их лабильных компонентов.

Способ реализуется следующим образом.

Маслосодержащее растительное сырье смешивают с неполярным экстрагентом, предпочтительно выбранным из ряда сжиженных инертных газов, азота, закиси азота, двуокиси углерода и их смесей. Смешивание осуществляют в непрерывном потоке компонентов. Полученную таким образом экстракционную смесь подвергают воздействию ионизирующего излучения, мощность которого выбирают таким образом чтобы на 1 кг содержащегося в экстракционной смеси сырья приходилась доза от 300 до 800 крад. Одновременно в экстракционную смесь барботируют пары экстрагента. Барботаж осуществляют таким образом, чтобы обеспечить конденсацию паров экстрагентов в экстракционной смеси. При конденсации каждого пузырька экстрагента происходит схлопывание кавитационной полости в экстракционной смеси. Множественность конденсирующихся в экстракционной смеси пузырьков паров экстрагента позволяет создать в экстракционной смеси колебания давления акустических частот. Параметры барботажа предпочтительно выбирают такими, чтобы частота генерируемых в экстракционной смеси колебаний давления находилась в ультразвуковом диапазоне, а пузырьки паров экстрагента достаточно равномерно распределялись по сечению потока экстракционной смеси. В результате сочетания воздействия на растительное сырье тепловой энергии фазового перехода паров экстрагента, механических колебаний давления высокой энергоемкости и акустических частот и ионизирующего излучения указанной выше дозы происходит разрушение клеточных мембран и межклеточных связей обрабатываемого растительного сырья. Происходит диспергирование частиц растительных тканей и резкое падение диффузионного сопротивления разрушающихся клеточных мембран. В результате перемещения пузырьков паров экстрагента в экстракционной смеси происходит турбулизация ее течения. В итоге многократно увеличивается поверхность контакта фаз в экстракционной смеси, резко возрастает коэффициент диффузии, увеличивается скорость обновления поверхности контакта фаз и уменьшается толщина пограничного ламинарного слоя. Процесс экстрагирования протекает при условиях, когда критерий Био стремится к бесконечности, значения чисел Рейнольдса составляют 100-1000, а чисел Шервуда 50-100. Эти значения полностью соответствуют условиям массообмена в способе-прототипе, но в отличие от него в данном случае температура в растительном сырье оказывается практически одинаковой, что исключает термодеструкцию лабильных компонентов экстрагируемых масел. Доза ионизирующего излучения ниже нижнего предела, составляющего 300 крад на 1 кг сырья в экстракционной смеси, не позволяет достичь морфологических изменений в клеточных тканях растительного сырья, которые позволили бы облегчить их разрушение в поле акустических колебаний, что снижает производительность и выход масел. При облучении растительного сырья дозами более 800 крад на 1 кг сырья, находящегося в экстракционной смеси, приводит к изменению химического состава экстрагируемых масел. В этом случае происходит деструкция эфирных масел, аналогичная термодеструкции под воздействием микроволнового электромагнитного излучения, а в пищевых жирах появляется горький привкус и посторонние тона в аромате.

Полученную при экстрагировании мисцеллу отделяют от твердой фазы шрота и направляют на выделение целевого продукта. Для этого из мисцеллы при повышении температуры отгоняют пары экстрагента, которые направляют на барботаж в экстракционную смесь, а целевой продукт фасуют или направляют на дальнейшую переработку.

Пример 1.

Прессовые остатки семян томатов смешивают с закисью азота при температуре 20^oC и давлении 5,8 МПа при соотношении расходов компонентов 1:4 и подают в экстрактор, в котором на экстракционную смесь воздействуют ионизирующим излучением с мощностью, обеспечивающей получение дозы в 300 крад каждым 1 кг сырья, и одновременно механическими акустическими колебаниями с частотой 16,5 кГц при удельной мощности 450 кДж на 1 кг сырья, создаваемыми при барботировании в экстракционную смесь и конденсации в ней паров закиси азота, подаваемых через сверхзвуковые сопла. Обработанную таким образом экстракционную смесь разделяют на центрифуге на шрот и мисцеллу. Последнюю выпаривают при температуре 60^oC с получением паров закиси азота, подаваемых на барботирование в экстрактор, и масла в качестве целевого продукта. Полученное масло по сравнению с маслом, полученным из того же сырья по способу-прототипу, имеет йодное число на 0,5 единицы выше, кислотное число на 0,2 единицы меньше, перекисное число, отличающееся на величину, находящуюся в пределах погрешности измерений.

Пример 2.

Семена тмина после измельчения смешивают с двуокисью углерода при температуре 18^oC и давлении 6,2 МПа при соотношении расходов 1:5. Полученную таким образом экстракционную смесь обрабатывают ионизирующим излучением дозой 800 крад на 1 кг сырья и механическими акустическими колебаниями с частотой 22 кГц и удельной мощностью 502 кДж на 1 кг сырья, создаваемыми аналогично примеру 1. Целевой продукт выделяют аналогично примеру 1, но при температуре 40^oC. Полученное масло по данным хроматографического анализа содержит тимола на 5,5% больше, чем масло, полученное по способу-прототипу из того же сырья.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить тепловую нагрузку на получаемые масла и уменьшить термодеструкцию их лабильных компонентов в процессе выделения.

Формула изобретения

Способ извлечения растительных масел, включающий непрерывное смешивание растительного сырья с неполярным экстрагентом, обработку экстракционной смеси излучением, отделение мисцеллы от шрота, удаление паров экстрагента из мисцеллы с получением целевого продукта и барботаж отделенных паров в экстракционную смесь с их конденсацией в условиях создания колебаний давления акустических частот, отличающийся тем, что для обработки экстракционной смеси используют ионизирующее излучение дозой 300 800 крад на 1 кг сырья.